冲压模具设计.docx
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冲压模具设计
令狐采学
二、设计任务书
三、冲压工艺性及工艺方案的确定
四、主要设计计算
五、模具总体设计
六、主要零部件设计
-七、冲压设备的选定
丿I、设计小结
九、参考文献
一、课程设计任务
一、题目：
冲孔、落料复合模
二、零件：
材料：
Q235
厚度:
2.0mm
批量：
大批量
三、任务内容：
（一）工艺设计
1、工艺审查与工艺分析2、工艺计算:
毛胚计算工序件计算或排样图
3、工艺方案的确定
工序的确定
基准和定位方式的选择
（二）模具设计
1、总图
2、零件图
二、冲压工艺性及工艺方案的确定
一、工艺性分析
1、材料零件的材料为Q235普通碳素钢,具有良好的冲压性能，适合冲裁。
2、结构该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。
孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见参考文献①表2.9.5）,故可以考虑复合冲压工序。
3、精度零件外形:
8（）±（）.07属于1（）级精度,6（）±0.05
属于9级精度。
零件内形：
①1&血属9级精度。
孔间距：
42±（）.08属11级精度（均由参考文献精度②附录一查得）。
因零件边有90o的尖角，应以圆弧过渡,查参考文献①表2.7.1取r=0.5mmo零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。
4、结论可以冲裁。
二、冲压工艺方案的确定
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三
令狐采学创作
种工艺方案：
方案①:
先落料、再冲孔。
采用单工序模生产。
方案②:
落料一冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案③:
冲孔一落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
方案②只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。
尽管模具结构较方案①复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。
方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。
通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用方案②为佳。
三、主要设计计算
（1）排样方式的确定及计算
查参考文献①表2.5.2,查得：
取两工件间的最小搭边：
al=2.0mm侧面搭边值：
a=2.2mm由下表计算可知条料
宽度85.5-0.步距62.2mmo查参考文献③第8页选取t=2.0mm,950mmx2000mm的钢板。
一个步距材料利用率90.3%（计算见下表）。
每条钢板可剪裁为11张条料（85.5mmx2000mm）每张条料可冲32个工件，故每张材料利用
62,2
率为88.9%（计算见下表）确定后的排样如下图:
（2）冲压力的计算该模具采用倒装式复合模，拟选弹性卸料,刚性出件，冲压力的相关计算见下表。
排样冲压力计算表
计算分类
项目
公式
结果
备注
排样
冲裁件而积A
A=80x60
4800mm2
条料宽度
B
B=（D+2a+C）0-A
85.50-0.6mm
查参考文献①表
2.5.5JUC=0.5mm,表2.53取厶=0.6
步距S
S=60+al=62.2
62.2mm
一个步距材料利用
率n
〃一xlOO%
BS
1x4800,w
=x100%
85.5x62.2
903%
一张钢板材料利用
率n
一xlOO%
心LM
11x32x4800gee一xlOO%
950x2000
88.9%
1=11X32
=352件
冲压力
落料力
F落
F?
;=KLtTb=1.3x280x2x300
218.4KN
查参考文献①表
136取
Tb=300Mpa
L=112.8mm
冲孔力
F冲
F冲=KLtib
=1.3X（2兀x]6）x2x300
78.37KN
L=2/rxl6mm
推件力
F推二nK推F；t|l=6x0.055x78.37
25.86KN
h12疋
n=—=—=o
t2
査参考文献①表
261取=0.055
卸料力
心=0F,.=0.05x288.4
10.92KN
査参考文献①表
2.6.1取心=0.05
总冲压力
F
£沪饱+F冲+F惟+F卸
=218.4+78.37+10.92+25.86
333.55KN
（3）压力中心的确定
该工件尺寸，形状对称，因此该工件的压力中心在工件轮
廓的几何中心（）上。
（4）工作零件刃口尺寸的计算
查参考文献①表2.3.3取
尺寸及分类
计算公式
结果
备注
落料
60±0.05
Da~（Z）niax+xA）°
z、u
Dr=（DA~Zmn）s
£>,=60.157°
模具凹模按七级制造，凸模按六级制造。
厲，厲均由参考文
献②附录一查得，且均满足：
dA<7-
a•Jmax
Zmin
Dr=59.904^019
80±0.07
Da=80.2C30
E79.964爲9
冲孔
①16）
=（dmin+xA）s止=（d7'+Zmin）（）
Jr=16.060-0011
d厂16.306嘗
中心距
42±0.08
L,=L+A/8
L,=42±0.02
ZmJ°・360,Zmin=0.246磨损系数
（5）卸料橡胶的设计计算
采用45x12.5x40JB/T7650.9-1995聚氨酯弹性体
项目
公式
结果
备注
卸料板工作行程町
h丿=h1+t+h2
4mmmmANGJIA650
.9-1995
X为凹凸模凹进卸料板的髙度1mmh?
为凹凸模冲裁后进入凹模深度1mm
橡胶工作行程
Hj=h]+h修
9mm
h修为凹凸模修磨
量,取5mm
每个橡胶承受的载
荷片
2.73KN
选用4个圆筒形橡胶
拟选橡胶
査参考文献②表4.10」和表4.10.2根据H,和耳
初选45x12.5x40JB/T7650.9-1995橡胶
橡胶预压缩量H预
H預自由
4mm
一般取H俺=（10%〜
15%）陷
校核橡胶自由高度
%由
O.35H自lh=14mm>
H]+H用=13mm
合适
橡胶压缩量
0.35H自由
橡胶的安装高度
H吳
H安=弘训/预
36mm
四、模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。
（2）定位方式的选择
该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销无测压装置。
控制条料的送进步距采用活动挡料销来定距。
（3）卸料、出件方式的选择
倒装式复合模，采用弹性卸料，刚性出件。
（4）导向方式的选择
为方便安装调整，同时为送料的方便，故采用后侧导柱模架。
五、主要零部件设计
一、工作零件的设计
（1）落料凹模
凹模的厚度：
H=kb（>15mm）
=0.30x80=24mm（参考文献①表2.9.5）
凹模的壁厚：
C=（1.5〜2）H（>30〜40mm）
凹模宽度：
B=b+2c=80+2x40=160mm
凹模长度：
L二16（）mtn（查参考文献②表4.11标准JB/T7643.1-2008取得）
凹模厚度：
由上计算厚度24mm,将凹模版做成薄板形式并
加空心垫板后厚度取14mmo得凹模轮廓：
16（）xl6（）xl4mm
（2）凹凸模
高度：
L=h,+h+h2=20+35+1（）=65mm
如下图式中：
山为凹凸模固定板厚度（查参考文献②表4.11初选16（）x160x20mm）,h,弹性卸料板厚度（初选160x160x10mm）,h为增加高度（冲压时橡胶高32mm+凹凸模高过卸料板3mm==35mm）。
（3）冲孔凸模
结合工件外形考虑加工，将凸模设计成直通式凸模，与凸模固定板按H7/m6配合。
其总长度：
L=h3+h4+h5=14+12+24—50mm
令狐釆学创作
式中各参数如上图中：
叽凹模厚度、叽空心垫板厚度（查参考文献②表4.11初选160x160x12mm）.h5凸模固定板厚（查参考文献②表4.11初选160x160x24mm）o经查圆柱头直杆圆凸模标准,采用：
5（）JB/T5825-2008的凸模。
二、定位零件的设计
（1）扌当料销：
因模具采用橡胶弹性卸料,且卸料橡胶安装高度36mm较高。
为方便挡料，采用橡胶弹顶挡料销装置。
查参考文献①表2.9.7得挡料销高出卸料板3mm,卸料板厚10mm,故取挡料销挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
（2）导料销：
使用两个导料销，采用橡胶弹顶导料装置。
查参考文献①表2.9.7得导料销高出卸料板6〜加卸料板厚故取导料销挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
三、出件装置的设计：
采用刚性出件，由推杆直接推动推件块，将凹模内的工件推出。
根据推杆连接的各板高度，和模柄孔径查参考文献②表4.14.4取带肩推杆：
A12X140JB/T7650.1-2008o推件块的周界尺寸和零件的周界尺寸相同，考虑凹模厚度、空心垫板厚度、及推杆安装、凹模修模量等因素，取高度16mmo
四、卸料部分的设计：
卸料板：
由活动挡料销和导料销安装高度：
选用卸料板
令狐采学创作
轮廓16（）xl60xl（）mm
卸料螺钉：
模具采用橡胶弹性卸料橡胶由上可知橡胶孔直径12.5mm,查标准取M8X60JB/T7650.5-2008卸料钉尾部有足够的形成空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凹凸模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。
五、模架及其它零部件的设计和选用
模架：
160X160X180〜220GB/T2851-2008
上模座：
160X160X4（）GB/T2855.1-2008
下模座：
160X160X45GB/T2855.2-2008
导柱：
28X170GB/T2861.1-2008
导套:
28X100X38GB/T2861.3-2008
凸凹模固定板：
160X160X2（）JB/T7643.2-2008
凸模固定板：
160X160X24JB/T7643.2-2008
上垫板：
160X160X8JB/T7643.3-2008
空心垫板：
160X160X12
模柄：
B50X110JB/T7646.1-2008
该模具的闭和高度：
H闭二H上模座+H垫+L+H+H下模座-h2
二4（）+8+50+65+45-1=207mm
式中：
L为凸模长度50mm,
H凹凸模厚度65mm,
h2凸模进入凹凸模的深度lmmo
六、冲压设备的选定
令狐釆学创作
根据总冲压力伦二333.55KN,模具闭合高度2（）7mm,冲床工作台面的尺寸，选用J23-40
其主要设计参数如下：
公称压力；400KN
滑块行程：
12（）mm
最大装模高度：
220mm
工作台尺寸（前后x左右）：
48（）mmx71（）mm
模柄孔尺寸；e5（）rnmx70mm
最大倾斜角度：
30o机床工作台孔尺寸（直径X前后X左右）:
625（）X15（）X30（）
因下模座外形尺寸（前后X
左右）：
254x250小于机床工
作台孔的尺寸
故需加垫板：
材料45
见如右图的零件图。
-七、设计小结
作为模具专业的学生，谍
仁
3JJ
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设计是我们即将迈入社会的个人作业，也是对我们这专业知识一次总结与检验•设计最终完成，心理有一种说不出的轻松，设计过程中遇到了许多的问题，在老师及朋友的帮助下予以解决。
首先要感谢老师对我的指导和督促，给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解，同时也避免了在设计过程中少走弯路。
总的来说通过本次课程设计还是受益匪浅。
首先，我对模具基本设计步骤以及相关参数的选用、计算及校核有了进一步的加深；其次，本次设计是对我们前面所学的知识的一次巩固与复习过程，使我们对以前所学知识有了更深一步的认识及运用。
本次课程设计也为我们以后走上工作岗位后的设计工作打下了一定的基础。
由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
丿I、参考文献
1李小海、王晓霞主编.模具设计与制造.电子工业出版社.2011
2杨关全、匡余华.冷冲模设计资料与设计指导（第二版）.大连：
大连理工大学出版社，2009o
3模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册。
4刘家平主编.机械制图•武汉理工大学出版社2008o
5工程材料与热加工基础。
6公差配合与测量技术。
7工程力学。
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